CN105623181A - 一种儿童三轮车用免充气内胎及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种儿童三轮车用免充气内胎，其原料组成及重量份比为：发泡母粒8～10、交联母粒8～10、热塑性橡胶40～60、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～30，发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚60～80、低密度聚乙烯5～8、发泡剂25～30、一号助剂11.6～19，交联母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～80、交联剂15～20、二号助剂3.6～5，制备时，先分别制备发泡母粒、交联母料，再将其与其他原料混合造粒、注塑、硫化发泡即可。该产品具有优良的使用性能。

Description

一种儿童三轮车用免充气内胎及其制备方法
技术领域
本发明属于轮胎制造领域，具体涉及一种儿童三轮车用免充气内胎及其制备方法。
背景技术
目前市面上的儿童三轮车通常采用的是充气轮或者EVA发泡轮。充气轮胎在使用过程中容易漏气，还需经常充气，因此使用起来比较麻烦。EVA发泡轮胎的配方和工艺比较复杂，使用过程中不耐磨，若长时间使用容易脱落，存在安全隐患。
中国专利：公开号CN1334189A、公开日2002年2月6日的发明专利公开了一种免充气内胎的制造方法，该方法采用可塑性高分子材料加0.2%～0.8%的发泡剂置于密炼机中混合，制成可发泡的粒料，然后加入低压注塑发泡成型机塑化料筒内塑化，塑化好的发泡料熔体进入储料缸内，再注进模温为20～40℃的内胎模具中发泡，冷却2～8min后脱模即可。该方法存在以下缺陷：
1、该方法并未进行硫化交联，一方面，制备得到的产品属于热塑性产品，因此其耐磨性、弹性、拉伸强度、抗老化性能均较差，产品易变形、使用寿命短；另一方面，在没有交联的情况下进行发泡，发泡过程中产生的气体不能完全被封装在材料内，无法形成致密、细小、均匀的泡孔结构，因此其使用性能较差；
2、该方法将制备可发泡的粒料的温度控制在135～145℃，在该高温下，部分发泡剂会提前分解，导致后续无法制备出发泡均匀的产品，甚至会影响到材料的塑化，使材料无法均匀塑化成型。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的使用性能差的问题，提供一种性能优良的儿童三轮车用免充气内胎及其制备方法。
为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：
一种儿童三轮车用免充气内胎，所述内胎的原料组成及其重量份比为：发泡母粒8～10、交联母粒8～10、热塑性橡胶40～60、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～30，其中，
所述发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚60～80、低密度聚乙烯5～8、发泡剂25～30、一号助剂11.6～19；
所述交联母粒的的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～80、交联剂15～20、二号助剂3.6～5。
所述一号助剂的原料组成及其重量份比为：滑石粉5～8、聚乙烯蜡1～2、硬脂酸锌1～2、氧化锌1～2、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1、10号白油2～3；
所述二号助剂的原料组成及其重量份比为：聚乙烯蜡2～3、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一种上述儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，所述制备方法依次包括母粒的制备、造粒、注塑、硫化发泡，所述母粒的制备包括发泡母粒的制备、交联母粒的制备；
所述发泡母粒的制备是指：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、发泡剂与一号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合后排入密炼机中进行低温密炼，再将密炼后的物料加入双阶式单螺杆挤出造粒机中进行低温挤出、造粒以得到发泡母粒；
所述交联母粒的制备是指：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、交联剂与二号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到交联母粒；
所述造粒是指：先将热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低温发泡母粒与交联母粒按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到轮胎弹性体颗粒；
所述注塑是指：将所述轮胎弹性体颗粒加入注塑机中注塑成型，得到轮胎弹性体；
所述硫化发泡是指：先将轮胎弹性体加入平板硫化机中进行高温高压硫化和发泡，然后开模，即得到儿童三轮车用免充气内胎。
所述发泡母粒的制备步骤中，密炼温度为70～80℃，密炼时间为5～6min，单螺杆挤出机的工作温度为一区80～90℃，二区90～100℃，三区95～105℃，四区95～105℃，五区110～120℃，六区95～105℃；
所述交联母粒的制备步骤中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区65～75℃，二区75～85℃，三区80～90℃，四区85～95℃，五区90～100℃，六区85～95℃；
所述造粒步骤中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区70～80℃，二区80～8590℃，三区80～90℃，四区90～100℃，五区95～105℃，六区85～95℃；
所述注塑步骤中，注塑机的工艺温度为一区70～80℃，二区80～90℃，三区80～90℃，四区90～100℃，机头95～105℃，模具75～85℃；
所述硫化发泡步骤中，硫化温度为170～190℃，硫化时间为10～20min。
所述常温捏合的时间均为3～5min。
所述一号助剂的原料组成及其重量份比为：滑石粉5～8、聚乙烯蜡1～2、硬脂酸锌1～2、氧化锌1～2、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1、10号白油2～3；
所述二号助剂的原料组成及其重量份比为：聚乙烯蜡2～3、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种儿童三轮车用免充气内胎内胎的原料组成及其重量份比为发泡母粒8～10、交联母粒8～10、热塑性橡胶40～60、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～30，且发泡母粒的原料组成及其重量份比为乙烯-醋酸乙烯酯共聚60～80、低密度聚乙烯5～8、发泡剂25～30、一号助剂11.6～19，交联母粒的的原料组成及其重量份比为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～80、交联剂15～20、二号助剂3.6～5，一方面，热塑性橡胶和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物使得材料具有良好的回弹性和耐磨性；另一方面，交联母粒的使用保证了制备得到的产品为热固性材料，其耐热性、抗老化性能、拉伸强度以及耐磨性均得到进一步的提高。因此，本发明具有优良的使用性能。
2、本发明一种儿童三轮车用免充气内胎的制备方法先分别制备发泡母粒、交联母粒，再将其与热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物混合造粒、注塑，最后进行硫化发泡，该方法使得材料在硫化交联的过程中进行发泡，发泡过程中产生的气体会被交联的高分子三维网络封闭在材料内部，形成细小致密的泡孔，从而进一步增加了材料的弹性。因此，本方法进一步改善了产品的弹性。
3、本发明一种儿童三轮车用免充气内胎的制备方法将发泡母粒的制备、造粒和注塑步骤的工艺温度始终控制在120℃以内，保证了发泡剂不会因高温提前分解，从而确保了制备得到的产品发泡均匀。因此，本方法确保了产品发泡均匀。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
一种儿童三轮车用免充气内胎，所述内胎的原料组成及其重量份比为：发泡母粒8～10、交联母粒8～10、热塑性橡胶40～60、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～30，其中，
所述发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚60～80、低密度聚乙烯5～8、发泡剂25～30、一号助剂11.6～19；
所述交联母粒的的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～80、交联剂15～20、二号助剂3.6～5。
所述一号助剂的原料组成及其重量份比为：滑石粉5～8、聚乙烯蜡1～2、硬脂酸锌1～2、氧化锌1～2、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1、10号白油2～3；
所述二号助剂的原料组成及其重量份比为：聚乙烯蜡2～3、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
一种上述儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，所述制备方法依次包括母粒的制备、造粒、注塑、硫化发泡，所述母粒的制备包括发泡母粒的制备、交联母粒的制备；
所述发泡母粒的制备是指：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、发泡剂与一号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合后排入密炼机中进行低温密炼，再将密炼后的物料加入双阶式单螺杆挤出造粒机中进行低温挤出、造粒以得到发泡母粒；
所述交联母粒的制备是指：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、交联剂与二号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到交联母粒；
所述造粒是指：先将热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低温发泡母粒与交联母粒按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到轮胎弹性体颗粒；
所述注塑是指：将所述轮胎弹性体颗粒加入注塑机中注塑成型，得到轮胎弹性体；
所述硫化发泡是指：先将轮胎弹性体加入平板硫化机中进行高温高压硫化和发泡，然后开模，即得到儿童三轮车用免充气内胎。
所述发泡母粒的制备步骤中，密炼温度为70～80℃，密炼时间为5～6min，单螺杆挤出机的工作温度为一区80～90℃，二区90～100℃，三区95～105℃，四区95～105℃，五区110～120℃，六区95～105℃；
所述交联母粒的制备步骤中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区65～75℃，二区75～85℃，三区80～90℃，四区85～95℃，五区90～100℃，六区85～95℃；
所述造粒步骤中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区70～80℃，二区80～8590℃，三区80～90℃，四区90～100℃，五区95～105℃，六区85～95℃；
所述注塑步骤中，注塑机的工艺温度为一区70～80℃，二区80～90℃，三区80～90℃，四区90～100℃，机头95～105℃，模具75～85℃；
所述硫化发泡步骤中，硫化温度为170～190℃，硫化时间为10～20min。
所述常温捏合的时间均为3～5min。
所述一号助剂的原料组成及其重量份比为：滑石粉5～8、聚乙烯蜡1～2、硬脂酸锌1～2、氧化锌1～2、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1、10号白油2～3；
所述二号助剂的原料组成及其重量份比为：聚乙烯蜡2～3、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1。
所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
本发明的原理说明如下：
本发明提供了一种回弹好、不易变形、拉升强度高和抗老化的免充气内胎，在应用过程中，该产品不仅不需要充气，即使铁钉扎穿，也不影响使用性能，免除了气不足、瘪气和压力太大爆胎的弊端以及补胎和爆胎的烦恼，使用寿命长，且产品价格只有充气内胎的50%，具有显著的性价比优势。
发泡剂的发泡温度虽然在170℃以上，但其在大于120℃的情况下会产生部分发泡，影响后续的制备工艺，因此，本发明将发泡母粒的制备、造粒和注塑步骤的工艺温度均控制在120℃以内，以确保发泡剂的安全；在硫化发泡步骤中，交联和发泡同时进行保证产品的最终形状和性能。
本发明所述原料说明如下：
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）：VA%含量18%，熔体流动速率3.0；
热塑性橡胶（TPR）：型号3226，美国科腾公司生产，以SEBS为基材；
低密度聚乙烯（LDPE）：型号2426H，熔体流动速率2.0g/10min；
滑石粉：润滑剂，发泡助剂；
聚乙烯蜡（PE蜡）：润滑剂；
硬脂酸锌：发泡助剂；
氧化锌：发泡活化剂；
抗氧剂1010：防止材料在使用过程中的氧化；
抗氧剂168：防止材料在使用过程中的氧化；
10号白油：润滑剂。
实施例1：
一种儿童三轮车用免充气内胎，所述内胎的原料组成及其重量份比为：发泡母粒8、交联母粒8、热塑性橡胶40、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20，其中，所述发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚60、低密度聚乙烯5、发泡剂25、滑石粉5、聚乙烯蜡1、硬脂酸锌1、氧化锌1、抗氧剂10100.8、抗氧剂1680.8、10号白油2，所述交联母粒的的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70、交联剂15、聚乙烯蜡2、抗氧剂10100.8、抗氧剂1680.8，所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
制备时，依次按照以下步骤进行：
发泡母粒的制备：先将所需原料按比例加入高速混合机中常温捏合3min后排入密炼机中进行低温密炼，再将密炼后的物料加入双阶式单螺杆挤出造粒机中进行低温挤出、造粒以得到发泡母粒，其中，所述密炼温度为70℃，密炼时间为6min，单螺杆挤出机的工作温度为一区80～90℃，二区90～100℃，三区95～105℃，四区95～105℃，五区110～120℃，六区95～105℃；
交联母粒的制备：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、交联剂与二号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到交联母粒；
造粒：先将所需原料按比例加入高速混合机中常温捏合3min，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到轮胎弹性体颗粒，其中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区65～75℃，二区75～85℃，三区80～90℃，四区85～95℃，五区90～100℃，六区85～95℃；
注塑：将所述轮胎弹性体颗粒加入注塑机中注塑成型，得到轮胎弹性体，其中，所述注塑机的工艺温度为一区70～80℃，二区80～90℃，三区80～90℃，四区90～100℃，机头95～105℃，模具75～85℃；
硫化发泡：先将轮胎弹性体加入平板硫化机中进行高温高压硫化和发泡，然后开模，即得到儿童三轮车用免充气内胎，其中，硫化温度为180℃，硫化时间为15min。
实施例2：
步骤同实施例1，不同之处在于：
所述内胎的原料组成及其重量份比为：发泡母粒10、交联母粒10、热塑性橡胶60、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物30，其中，所述发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚80、低密度聚乙烯8、发泡剂30、滑石粉8、聚乙烯蜡2、硬脂酸锌2、氧化锌2、抗氧剂10101、抗氧剂1681、10号白油3，所述交联母粒的的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物80、交联剂20、聚乙烯蜡3、抗氧剂10101、抗氧剂1681；
所述发泡母粒的制备步骤中，密炼温度为80℃，密炼时间为5min；
所述硫化发泡步骤中，硫化温度为170℃，硫化时间为20min。
所述常温捏合的时间均为5min。
实施例3：
步骤同实施例1，不同之处在于：
所述内胎的原料组成及其重量份比为：发泡母粒9、交联母粒9、热塑性橡胶50、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物25，其中，所述发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚70、低密度聚乙烯6.5、发泡剂27.5、滑石粉6.5、聚乙烯蜡1.5、硬脂酸锌1.5、氧化锌1.5、抗氧剂10100.9、抗氧剂1680.9、10号白油2.5，所述交联母粒的的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物75、交联剂17.5、聚乙烯蜡2.5、抗氧剂10100.9、抗氧剂1680.9；
所述发泡母粒的制备步骤中，密炼温度为72℃，密炼时间为5min；
所述硫化发泡步骤中，硫化温度为190℃，硫化时间为10min。
所述常温捏合的时间均为5min。
现对采用上述实施例制得的免充气内胎的性能进行测试，结果如下：
1、冲击回弹性：39%～40%；
2、邵氏硬度：37～39A；
3、拉伸强度：246～248Mpa。

Claims (8)

1.一种儿童三轮车用免充气内胎，其特征在于：
所述内胎的原料组成及其重量份比为：发泡母粒8～10、交联母粒8～10、热塑性橡胶40～60、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物20～30，其中，
所述发泡母粒的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚60～80、低密度聚乙烯5～8、发泡剂25～30、一号助剂11.6～19；
所述交联母粒的的原料组成及其重量份比为：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物70～80、交联剂15～20、二号助剂3.6～5。
2.根据权利要求1所述的一种儿童三轮车用免充气内胎，其特征在于：
所述一号助剂的原料组成及其重量份比为：滑石粉5～8、聚乙烯蜡1～2、硬脂酸锌1～2、氧化锌1～2、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1、10号白油2～3；
所述二号助剂的原料组成及其重量份比为：聚乙烯蜡2～3、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1。
3.根据权利要求1或2所述的一种儿童三轮车用免充气内胎，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
4.一种权利要求1所述的儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，其特征在于：
所述制备方法依次包括母粒的制备、造粒、注塑、硫化发泡，所述母粒的制备包括发泡母粒的制备、交联母粒的制备；
所述发泡母粒的制备是指：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低密度聚乙烯、发泡剂与一号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合后排入密炼机中进行低温密炼，再将密炼后的物料加入双阶式单螺杆挤出造粒机中进行低温挤出、造粒以得到发泡母粒；
所述交联母粒的制备是指：先将乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、交联剂与二号助剂按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到交联母粒；
所述造粒是指：先将热塑性橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、低温发泡母粒与交联母粒按所需比例加入高速混合机中常温捏合，再排入平行双螺杆挤出造粒机中进行挤出、造粒以得到轮胎弹性体颗粒；
所述注塑是指：将所述轮胎弹性体颗粒加入注塑机中注塑成型，得到轮胎弹性体；
所述硫化发泡是指：先将轮胎弹性体加入平板硫化机中进行高温高压硫化和发泡，然后开模，即得到儿童三轮车用免充气内胎。
5.根据权利要求4所述的一种儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，其特征在于：
所述发泡母粒的制备步骤中，密炼温度为70～80℃，密炼时间为5～6min，单螺杆挤出机的工作温度为一区80～90℃，二区90～100℃，三区95～105℃，四区95～105℃，五区110～120℃，六区95～105℃；
所述交联母粒的制备步骤中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区65～75℃，二区75～85℃，三区80～90℃，四区85～95℃，五区90～100℃，六区85～95℃；
所述造粒步骤中，平行双螺杆挤出造粒机的工作温度为一区70～80℃，二区80～8590℃，三区80～90℃，四区90～100℃，五区95～105℃，六区85～95℃；
所述注塑步骤中，注塑机的工艺温度为一区70～80℃，二区80～90℃，三区80～90℃，四区90～100℃，机头95～105℃，模具75～85℃；
所述硫化发泡步骤中，硫化温度为170～190℃，硫化时间为10～20min。
6.根据权利要求4或5所述的一种儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，其特征在于：所述常温捏合的时间均为3～5min。
7.根据权利要求4或5所述的一种儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，其特征在于：
所述一号助剂的原料组成及其重量份比为：滑石粉5～8、聚乙烯蜡1～2、硬脂酸锌1～2、氧化锌1～2、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1、10号白油2～3；
所述二号助剂的原料组成及其重量份比为：聚乙烯蜡2～3、抗氧剂10100.8～1、抗氧剂1680.8～1。
8.根据权利要求4或5所述的一种儿童三轮车用免充气内胎的制备方法，其特征在于：所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
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